LITMIR.BIZ

Скачать книгу

потоков или струй со скоростью от нескольких метров в секунду до 20 и более метров в секунду. Одновременно происходят и нисходящие движения воздуха, менее интенсивные, но захватывающие большие площади. Такая термическая турбулентность называется упорядоченной конвекцией. Над сушей упорядоченная конвекция наблюдается в дневные часы при интенсивном прогреве подстилающей поверхности. Над морем конвективные условия являются преобладающими, так как обычно поверхность воды теплее воздуха.

      Большое влияние на термический режим атмосферы оказывают фазовые превращения воды (конденсация водяного пара, испарение капель и кристаллов воды и пр.), а также адвекция – перенос воздуха воздушными течениями большого масштаба по горизонтали.

      Тепловой баланс для системы Земля – атмосфера рассчитывается в средних значениях за большие промежутки времени по всей поверхности планеты. В соответствии с законом сохранения энергии он должен быть равен нулю.

      Из 100 % солнечной радиации, поступающей в атмосферу, 70 приходится на прямую радиацию, из которых 23 отражается от облаков, 20 поглощается воздухом, 27 падает на земную поверхность, причем поглощается ею 25 и отражается от нее 2 %. На рассеянную радиацию приходится 30 %, из которых 8 уходит в мировое пространство и 22 доходит до земной поверхности (20 % поглощается и 2 % уходит в мировое пространство). Таким образом, с верхней границы атмосферы в мировое пространство уходит 23+8+4=35 % радиации. Эту величину – 35 % – называют альбедо Земли.

      Атмосфера излучает 157 % энергии, из которых 102 направлены к земной поверхности, а 55 % уходит в мировое пространство.

      Земная поверхность путем собственного длинноволнового излучения теряет 117 %, из которых 10 уходит в мировое пространство, а 107 % поглощается атмосферой. Кроме того, 23 % тепла расходуется на испарение воды и 7 % теряется при теплообмене с атмосферой. Иначе говоря, как на верхней границе атмосферы, так и в самой атмосфере и на земной поверхности существует равенство притока и отдачи тепла.[137]

      Вместе с тем температура воздуха может изменяться не только под влиянием рассмотренных факторов (потоки лучистой энергии, теплопроводность, конвекции и пр.), но и в результате изменения атмосферного давления. Давление с высотой уменьшается, поэтому объем поднимающегося более теплого воздуха расширяется. Если расширение воздуха идет без притока энергии извне, то единственным источником, из которого может черпаться энергия, является внутренняя энергия самого расширяющегося воздуха. Так как внутренняя энергия газа пропорциональна его температуре, то уменьшение энергии ведет к понижению температуры.

      Охлаждение воздуха при расширении и нагревание при сжатии, происходящее без притока и отдачи тепла, называют адиабатическим охлаждением или адиабатическим нагреванием. Строго адиабатических процессов в атмосфере не может быть, так как никакая масса воздуха не может быть совсем изолирована от теплового влияния окружающей

Скачать книгу